这是一篇科技帖关于热辐射以及热辐射发电，没太阳也可以？

　　关于三个＂热＂
　　热传导、热对流、热辐射
　　热传导、热对流、热辐射都是热传递的方式。热传递指热量从系统的一部分传到另一部分或由一个系统传到另一个系统的现象，比如生活中我们把冰冷的手放在暖气上，暖气的热量就会传递到我们的手上。实际三者从概念上是有本质的区别的：
　　1、热传导：
　　物体内部的温度差或两个不同物体直接接触，两者并不产生相对运动，仅靠物体内部微粒的热运动传递了热量，是固体的主要传热方式。简单来说，就是热量自动地从温度高的物体(或部分)传到温度低的物体(或部分)。这种传递可以是物体自身不同部位的传递，也可以是不同的物体之间的传递。
　　比如将一根铁棍的一端送入火中，烧一会，会发现铁棍的另一端也会发烫;炒菜时用铁锅，先通过火焰将锅烧热，再将铁锅的热量传导给菜，把菜烧熟。
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　　2、热对流：
　　流体中温度不同的各部分之间在接触时发生相对位移所引起的热量传递的过程，这个过程主要发生在气体、液体中。比如用凉水把开水兑成温水;暖气片就是利用自己散发热量，加热暖气附近的空气，空气受热密度减小，从而变轻上浮，而较冷的空气密度大，较重下沉，下沉到暖气片附近的冷空气又被加热，再次变轻上浮，如此循环往复，便可以提高整个室内温度。
　　3、热辐射：
　　相互不接触的物体通过电磁波传递能量的过程。物体具有温度就会辐射电磁波。温度愈高，辐射出的总能量就愈大。比如我们接近火炉时，虽未接触火炉，但是却有灼热感;太阳传递给地球的温度也主要是通过热辐射的方式。
　　知识科普：关于热辐射
　　任何温度高于绝对零度的物体都会不断发射电磁波，正是这些电磁波产生了热辐射。与热传导和热对流一样，热辐射是不同物体之间发生热传递的三种方式之一。无论是设计光伏电池、热交换器还是节能结构，工程师都需要模拟热辐射的影响。想要了解热辐射，其中一个方法是了解电磁波本身。
　　电磁波沿着直线传播，并且还能在真空中传播，这使得热辐射具有热传导和热对流所不具有的特性：热辐射可以在没有介质的情况下发生。电磁波的一个重要特征是它的波长，无线电波波长很长，而伽马射线是波长很短，可见光的波长介于0.4到0.7微米之间。物体因其温度而发出的热辐射波长在0.1微米到100微米之间，它与光谱中的紫外、可见光和红外部分重叠。
　　热辐射波长
　　热辐射所发出的电磁波并不都具有相同的波长。对于温度300开尔文的黑体来说，其电磁辐射的波长主要在2微米到50微米之间。我们上述所计算的辐射功率，事实上是所有波长的贡献之和。随着黑体温度的增加，电磁波的波长越来越小。到了700开尔文，就到达了光谱的可见部分，这就是我们生活中所见到的＂热得发光＂。
　　太阳表面可以建模为一个温度为5800开尔文的黑体，它发出的热辐射的波长大部分都落在了光谱的可见范围内，它在紫外和红外区域也发出大量的能量。辐射最大功率的波长是科学家所关注的，它随温度的变化而变化，并由一个叫作维恩位移定律的关系给出。该定律经常用于天文学，如果我们测量一颗遥远恒星发出的光，我们可以确定辐射最大功率的波长，因此我们就可以算出该恒星的表面温度。
　　那么，热辐射能干点啥？
　　比如：探索外星文明
　　不久之前，《天体物理学》杂志发布了天文团队的探索成果，他们对外星人文明的技术勘测以热成像原理为基础，先进外星人文明的存在是一个有很大争议的话题，天文学家和科学爱好者的看法不一，外星人可能使用了星系和恒星的巨大能量，以用之不尽的恒星热能驱动了计算机、太空飞行器、通讯设备和令人无法想象的设备。天文学家目前还不能明确回答外星人的存在和文明等级的问题，但热力学的基本原理表明，中波段红外线范围的热源向外辐射，当人们使用计算机时，从计算机运行产生的热能同样向外辐射。
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　　20世纪世纪60年代，理论物理学家弗里曼·戴森提出了一个设想，外星人的文明程度可能超过了地球人，天文学家有可能探测到高度发达的外星人痕迹。外星人发出了红外线波段的辐射，空基望远镜或WISE卫星有很高的灵敏度，天文学家掌握了对天体辐射进行测量的技术。滨州州立大学的资深研究员罗杰·格里菲斯整理了WISE卫星探测器收集的几乎所有数据，格里菲斯和天文团队的成员列出了大约1亿个条目，在星系中寻找和中红外线辐射一致性的天体，他们对大约10万个最有可能发现外星人文明的星系进行了检测和分类。
　　天文团队发现了大约50个星系，它们的中红外线辐射超出了寻常水平，在最初星系分类的研究中，有一类星系的中红外辐射源于自然的发生，有一类星系的中红外辐射源于高度发达的外星人文明。天文团队还没有发现任何有明显外星人＂技术性辐射＂的星系，他们的鉴定有独特的趣味和科学价值。在10万个经过WISE 探测的星系中，天文团队在任何一个星系都没有发现外星人释放的热辐射痕迹。WISE提供了充分的细节性数据，数十亿年的星系使得外星人有充分的时间演化和升华高度文明的形态。
　　不过最直接的热辐射应用
　　还是用来发电，做电池
　　众所周知，太阳能电池板从太阳光中吸收能量并将其转化为电能。简而言之，它们在P-N结中使用了两个不同处理的硅半导体层。其中，N层掺入了额外的电子＂供体＂杂质，P层掺入了＂受体＂杂质--供电子进入的空间--在中间有一个＂耗尽区＂，在那里这些电子和接受电子的空穴或多或少地会相互抵消，并形成一个屏障进而阻止所有N面的电子直接扩散到P面。当阳光照射在电池上时，进入的光子中的热能在硅中被吸收，如果耗竭区的电子得到足够的能量来跳过两边的带隙，它就可以从其空穴中跳出来并被加速跨越到N边及增加两边的电压电位。在一个外部电路中将两边连接在一起之后，则可以让电子回到P面并做电功。
　　所有这些都是说，是天上下来的光子的热能启动了这个过程。但这并不只是一个单向的过程。随着我们星球的旋转，太阳辐射在白天加热了地球，但地球在凉爽的夜晚又将这些能量作为红外光释放出来。新南威尔士大学的一个研究小组正在努力利用这种流入较冷空气的红外光子。
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　　这种＂发射式能量收集器＂早在2014年就从理论上提出了，但发表在《ACS Photonics》上的这篇新论文标志着这种东西首次被证明实际产生了可测量的功率。需要指出的是，在这个阶段，这不是一个很大的功率。在温差仅为12.5 的情况下，该团队设法测量了每平方米2.26毫瓦的热辐射电功率密度峰值，估计辐射效率为1.8%。Ekins-Daukes表示：＂现在，我们拥有的热辐射二极管的演示是相对非常低的功率。而挑战之一就是实际检测它。但理论上说，这项技术有可能最终产生约1/10的太阳能电池的功率。＂
　　热辐射＂太阳能＂
　　黑夜中也可以
　　我们都知道，白天，太阳辐射会让地球变热，但当太阳落山后，这些能量就会消失。随着热捕获技术的进步，太阳的巨大能量可能很快就能在黑夜中得到利用。近日，澳大利亚研究人员成功测试了一种能够将红外热能转换为电能的装置。在这项研究中，新南威尔士大学悉尼分校光伏和可再生能源工程学院团队使用了一种被称为＂热辐射二极管＂的发电装置，类似于夜视镜的技术。研究小组负责人Nicholas Ekins Daukes说：＂18世纪末和19世纪初，人们发现蒸汽机的效率取决于整个发动机的温差，热力学由此诞生。同样的原理也适用于太阳能—太阳提供热源，地球表面相对较冷的太阳能电池板提供冷吸收器。这样就可以发电了。＂
　　当从地球发射红外辐射到外层空间时，地球是相对温暖的天体，广阔的太空非常寒冷。＂根据热力学的相同原理，也可以利用这种温差发电——向太空发射红外光。＂Daukes说。挪威研究人员Rune Strandberg首次探索了这种装置的理论可能性，而美国斯坦福大学研究人员正在研究夜间捕捉热能的替代方法。
　　这项新测试产生的能量很小（大约相当于一个太阳能电池的0.001%），但概念证明的意义非常重大。Daukes表示，＂我们通常认为发光是消耗能量的，但在中红外波段，我们都散发着辐射能，我们已经证明了由此获取电能是可能的。＂＂我们尚未使热辐射二极管成为日常使用的神奇材料，但我们证明了这一原理，并希望未来几年能在这一基础上进行更大的改进。＂
　　不光是白天还是黑夜
　　只要是太阳能就离不开镀膜
　　在能量转化率不断提高的前提下，更需要好的太阳能镀膜才能满足使用需求；但是目前所有的技术方法，都不能很好的解决镀膜膜层均匀性的问题。喷涂法镀膜过程中，喷中心镀膜液富集多，造成花斑；表面刻蚀法因压花玻璃表面成分难以均一，导致刻蚀反应的速度不一致造成膜厚不均匀；即使均匀性辊涂法，受制于玻璃厚薄差、辊道传输抖动等多种因素的制约，也难以达到高精度的一致性。在镀膜均匀性无法进一步提高的情况下，其结果一方面造成组件的色差影响外观，另一方面由于镀膜玻璃各区域透光率不一致造成热斑效应，影响组件的耐久性。
　　针对这一问题，在制备太阳能电池时，一般是需要使用真空镀膜手套箱的：由真空镀膜系统和真空手套箱系统集成而成，可在高真空蒸镀腔室中完成薄膜蒸镀，并在手套箱高纯惰性气体氛围下进行样品的存放、制备以及蒸镀后样品的检测。在手套箱氮气环境里里旋涂钙钛矿前驱液，避免接触水和空气，可以直接通过连接藏舱将制备好的钙钛矿电池传到蒸发舱里，蒸发电极，全程实验都可以做到无水无氧的环境下操作。
　　方腔室自动门热蒸发镀膜机嵌入手套箱内，配套膜厚仪，分子泵，机械泵，4个蒸发源，合理的蒸发源布局，保证每个蒸发源到基片的距离完全一样，提高了成膜质量和均匀性；整套系统由真空镀膜系统和手套箱系统集成而成，可在高真空蒸镀腔室中完成薄膜蒸镀，并在手套箱高纯惰性气体氛围下进行样品的存放、制备以及蒸镀后样品的检测。主要用于太阳能电池钙钛矿、OLED和PLED、半导体制备等实验研究与应用。
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